Dlaczego balony na ogrzane powietrze mają dziurę na górze?

Balony na ogrzane powietrze są dowodem na to, że nauka nie ma sensu. Mam na myśli, że to wielkie nylonowe worki z dziurą na dnie oraz na górze, które jakoś jeszcze latają. Więc co dokładnie robi ta dziura na szczycie balonu na ogrzane powietrze?

Otwór w górnej części powłoki balonu na ogrzane powietrze nazywa się zaworem spadochronowym. Po otwarciu umożliwia ucieczkę gorącego powietrza, co powoduje opuszczenie balonu. Pilot może otworzyć zawór spadochronowy pociągając za linkę biegnącą od zaworu do kosza. W przeciwnym razie zawór pozostaje zamknięty, zatrzymując gorące powietrze wewnątrz koperty.

Naprawdę, zawór spadochronowy jest jedną z najbardziej genialnych części balonu na ogrzane powietrze. Przed dodaniem projektu balonu piloci musieli po prostu lądować, gdy tak mówi fizyka!

Jak to działa

W prostocie jest zarówno piękno, jak i moc. Choć balony na ogrzane powietrze są dziwne i tępe, są bardzo proste. Dla mnie to czyni je zarówno prostymi, jak i potężnymi.

Zawór spadochronowy jest naprawdę prosty. W rzeczywistości jest to jeden z tych wynalazków, które teraz wydają się dość oczywiste. Czy nikt wcześniej o tym nie pomyślał?

Cóż, tak to idzie z prostotą. Czasami ludzie skłaniają się ku szukaniu wspaniałych, genialnych rozwiązań. Zawór spadochronowy jest świadectwem tego, że czasami wspaniałość i geniusz są proste.

Wczesne balony na ogrzane powietrze miały problem: lądowanie było trudne. Naprawdę ciężko.

Aby wylądować, pilot po prostu czekał, aż powietrze w kopercie ostygnie. Oznaczało to, że praktycznie nie było możliwości kontrolowania prędkości opadania, gdy chciało się wylądować.

Oczywiście te wczesne balony na ogrzane powietrze szybko straciły popularność z innych powodów. Tak naprawdę nie były najbezpieczniejszym wynalazkiem w historii. Ale w końcu balony na ogrzane powietrze były gotowe do powrotu!

Ale kwestia pozostała: jak uzyskać większą kontrolę nad procesem lądowania? Odpowiedź była prosta. Umieść otwór w górnej części koperty.

Oczywiście jest w tym coś więcej. Powiedziałem, że to proste, ale nie że jedyny. Spójrzmy na mechanikę działania zaworu spadochronowego poniżej.

Mechanika

Świetnym pomysłem było zrobienie dziury w górnej części koperty, zwanej też koroną! Tak jak na dole był otwór, który wpuszczał gorące powietrze, sensowne było posiadanie otworu na górze, przez który gorące powietrze wychodzi!

Ale potrzebowałeś sposobu na kontrolowanie, ile gorącego powietrza opuściło kopertę. Widzisz, to gorące powietrze było jedyną rzeczą, która utrzymywała cały balon w powietrzu! Więc wypuszczenie go, gdy tylko się pojawi, po prostu nie wystarczy.

Więc co było do zrobienia? Czy to naprawdę mała dziura? Założyć na to siatkę? Po prostu włóż gorące powietrze do koperty naprawdę naprawdę szybki?

Cóż, po raz kolejny odpowiedź była prosta. Trzymaj otwór zakryty, aż będziesz chciał wypuścić gorące powietrze. Jeśli chciałeś iść w górę, gorące powietrze utknęło w kopercie! Ale kiedy chciałeś zejść na dół, mogłeś po prostu odkryć dziurę!

Ale potem był inny problem. Jak zakrywasz i odkrywasz dziurę? Większość balonów na ogrzane powietrze jest dość wysoka, więc pilotowi trudno byłoby dotrzeć do szczytu koperty.

Dodatkowo, aby dostać się na szczyt, trzeba minąć palniki. Auć!

Odpowiedź? Prosty system bloczkowy i dźwigniowy. Linka przymocowana do zaworu spadochronowego przechodzi przez całą drogę do kosza. Kiedy pociągniesz za cięciwę, zawór się otworzy. Kiedy nie pociągasz za cięciwę, zawór pozostaje zamknięty.

I to gorąco, zawór spadochronowy działa! To naprawdę takie proste! Pociągnij za akord, aby wypuścić gorące powietrze, nie ciągnij go, aby utrzymać gorące powietrze!

Dlaczego to działa

Wiedza na temat działania zaworu spadochronowego jest świetna iw ogóle, ale jak to działa? Cóż, w przeciwieństwie do tego, jak działa zawór spadochronowy, jego działanie jest znacznie bardziej skomplikowane.

Zachowamy to jednak naprawdę prosto! Jeśli ukończyłeś gimnazjum, nie powinieneś mieć z tym problemu. Jeśli nie ukończyłeś gimnazjum, nie jesteś jeszcze na tyle dorosły, aby być sam w Internecie!

Większość wielkich wynalazków i odkryć dokonuje się podczas próby rozwiązania problemu. Zawór spadochronowy jest świetnym przykładem, ale tak samo jak nauka stojąca za zaworem spadochronowym!

Poniżej omówimy, w jaki sposób odkryto pływalność i jaki jest jej związek z zaworem spadochronowym we współczesnych balonach na ogrzane powietrze!

Odkrycie Archimedesa

Historia głosi, że dawno temu w starożytnej Grecji był król, który pragnął nowej korony. Miała powstać nowa świątynia, a on chciał wyglądać jak najlepiej podczas ceremonii!

Zlecił lokalnemu złotnikowi użycie jednej ze swoich bryłek złota (co nie jest chorobą) do wykonania nowej korony. Po kilku dniach złotnik zwrócił piękną koronę!

Ale krążyły plotki, że złotnik mieszał złoto z innymi metalami, aby było bardziej giętkie. Królowi nie podobało się to, więc poprosił miejscowego wszystkowiedzącego Archimedesa, aby odkrył prawdę!

Archimedes doszedł do wniosku, że obiekt umieszczony w wodzie wyparłby taką samą ilość wody, bez względu na kształt obiektu!

Archimedes wziął więc koronę i jedną z innych bryłek złota króla (nadal nie jest to choroba) i umieścił je w wanienkach z wodą. Nadszedł czas, aby sprawdzić, czy korona zawiera dodatkowe metale!

Korona powodowała, że ​​więcej wody przelewało się do wanny niż bryła złota, dlatego wszyscy wiedzieli, że złotnik dodał do korony inne metale!

Pływalność i balony

Zasada, którą odkrył Archimedes, nazywa się teraz zasadą Archimedesa lub prawem pływalności.

Zasada Archimedesa mówi, że na obiekt całkowicie lub częściowo zanurzony w płynie (cieczy lub gazie) działa skierowana do góry siła równa ilości płynu wypartego przez obiekt.

Dlatego kula ołowiu opada prosto na dno basenu, ale ludzie mogą unosić się na wodzie. Możemy ważyć więcej niż ołów, ale również wypieramy więcej cieczy niż ołów. Zatem działająca na nas siła skierowana ku górze jest większa niż siła działająca na kulkę ołowianą!

Dopóki siła skierowana w górę (wyporu) i siła skierowana w dół (grawitacja) są równe, obiekt unosi się. Jeśli siła skierowana w dół jest większa, opada. Jeśli siła wznosząca jest większa, leci!

Dokładnie to dzieje się w balonie na ogrzane powietrze. Całe powietrze wewnątrz koperty unosi się po podgrzaniu. Ponieważ jest uwięziony w kopercie, ciągnie cały balon.

Kiedy siła skierowana w górę staje się większa niż siła skierowana w dół, balon leci! Ale co, kiedy chcesz wylądować?

Cóż, siła skierowana w dół musi stać się większa niż siła skierowana w górę. Możesz po prostu poczekać, aż powietrze się ochłodzi, ale wtedy nie możesz kontrolować swojego zejścia. Tu właśnie wkracza zawór spadochronowy!

Kiedy będziesz gotowy do lądowania, możesz wypuścić gorące powietrze „wybuchami” z koperty. Pozwala to kontrolować, jaka jest siła skierowana w górę.

Możesz utrzymać siłę skierowaną w górę nieco słabszą niż siła skierowana w dół, i dzięki temu będziesz powoli opadać. W końcu wylądujesz bezpiecznie!

Czy to naprawdę działa?

Możesz teraz zadać sobie pytanie: czy to faktycznie działa tak, jak mówi ten facet? To brzmi trochę pobieżnie.

Aby odpowiedzieć na twoje pytanie: absolutnie! Działa cudownie! Jeśli mi nie wierzysz, weź pod uwagę tysiące, a może nawet miliony balonów na ogrzane powietrze, które wylądowały bezpiecznie za pomocą zaworu spadochronowego!

W rzeczywistości latanie balonem jest niezwykle bezpieczną czynnością, a zawory spadochronowe czynią je jeszcze bezpieczniejszymi! Ten wspaniały wynalazek jest jednym z wielu, które w czasach współczesnych wprowadziły balony na ogrzane powietrze do kultury popularnej.

Nie musisz się już zastanawiać, jak u licha balon na ogrzane powietrze może latać z dwoma masywnymi dziurami!